KR20120079255A - 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치 및 방법 - Google Patents

비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치 및 방법 Download PDF

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KR20120079255A
KR20120079255A KR1020110000446A KR20110000446A KR20120079255A KR 20120079255 A KR20120079255 A KR 20120079255A KR 1020110000446 A KR1020110000446 A KR 1020110000446A KR 20110000446 A KR20110000446 A KR 20110000446A KR 20120079255 A KR20120079255 A KR 20120079255A
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Abstract

본 발명은 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 하나의 모습에 따라, 일정 지역의 다수의 감시카메라로부터 영상신호를 입력받아 처리 후 다수의 외부 디스플레이장치로 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치에 있어서, 다수의 감시카메라와 각각 대응되게 연결되어 영상신호를 받아들이는 다수의 입력포트가 그룹화되어 다수의 입력슬롯을 형성하고, 입력포트를 통해 입력된 영상신호를 차동신호(Differential Signal) 방식으로 전송가능하도록 10비트 디지털신호 형식으로 변환하여 입력슬롯에 구비된 랜포트를 통해 출력시키는 적어도 하나 이상의 카메라 베이; 카메라 베이의 랜포트로부터 출력되는 디지털신호를 매트릭스 스위칭시켜 출력시키는 적어도 하나 이상의 스위칭 베이; 스위칭 베이로부터 출력되는 디지털 신호를 받아들이는 다수의 랜포트와 외부 디스플레이장치에 연결되는 다수의 출력포트가 그룹화되어 다수의 출력슬롯을 형성하고, 스위칭 베이로부터 다중 입력되는 디지털신호 중에서 선택된 신호를 출력포트를 통해 출력가능한 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 출력시키는 적어도 하나 이상의 모니터 베이; 및 다수의 감시카메라로부터 획득된 영상신호가 처리되어 다수의 외부 디스플레이장치로 전송되도록 구성요소들에 대한 전반적인 제어를 수행하는 중앙제어부; 를 포함하여 이루어지고, 스위칭 베이와, 카메라 베이, 모니터 베이, 혹은 카메라 및 모니터 베이의 증감 교체로 간단히 입력, 출력 또는 입출력 수를 증감시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치가 제안된다.

Description

비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치 및 방법{A MASS VIDEO MATRIX APPARATUS FOR TRANSFERRING VIDEO DATA AND MANAGEMENT METHOD OF IT}
본 발명은 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로는 일정 지역의 다수의 감시카메라로부터 아날로그 영상신호를 입력받아 처리 후 다수의 외부 디스플레이장치로 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치에 관한 것이다.
매트릭스 시스템은 m개의 카메라입력을 n개의 디스플레이장치에 출력해 주는 장치로서 n개의 디스플레이 출력은 각각이 m개의 카메라입력을 자유롭게 선택할 수 있다. 모든 디스플레이 출력에 1번 카메라를 표시하는 것도 가능하고 각각이 서로 다른 카메라의 입력을 표시할 수도 있다.
일반적으로, 대용량 비디오 매트릭스 시스템은 규모가 큰 빌딩이나 공항, 항만, 공장, 카지노 등과 같이 다수 대의 감시카메라가 설치되는 장소에 적용되는 시스템으로서, 다수 대의 감시카메라를 하나의 매트릭스 시스템에 모두 접속하여 효율적인 제어가 가능하도록 구성되게 된다.
기존 아날로그 시스템은 케이블당 1개의 카메라 신호만 전송하였기 때문에 이들을 서로 매트릭스 스위칭하기 위해서, 서로 연결하기 위한 많은 케이블을 사용하였다.
도 7a는 종래의 아날로그 비디오 매트릭스 시스템을 나타내는 개략적인 도면이고, 도 7b는 종래 시스템의 매트릭스 베이 슬롯의 구조를 개략적으로 나타내고, 도 7c는 모니터 베이 슬롯의 구조를 개략적으로 나타낸다. 도 7b에서 매트릭스 베이 슬롯에서 각 슬롯은 16개의 입력을 받는데 각 슬롯에서 받은 16개의 아날로그 입력을 다른 15개의 슬롯에도 연결해야 하는데 이러한 연결은 백플랜보드(Backplane Board)가 필요하다. 도 7c에서 모니터 베이 슬롯에서는 각 슬롯으로 입력되는 32개의 입력 중에서 4개를 선택해서 디스플레이할 수 있도록 한다. 도 7a에 따른 기존 2048×256 아날로그시스템의 매트릭스 베이는 (256×16 Matrixing)/Slot × 16 slot/Bay × 8 Bay로 구성되고, 모니터 베이는 (32×4 Matrixing)/Slot × 16 slot/Bay × 4 Bay로 구성된다.
도 7a 내지 7c를 참조하면, 기존 아날로그 시스템에서 사용된 케이블의 갯수는 2,048x256 시스템을 기준으로 케이블을 연결할 때, 카메라 입력베이 보드에 카메라를 반드시 연결해야 하므로 2,048개가 소요되고, 카메라 입력베이 보드와 매트릭스 베이간에 2*16*16 = 512개, 매트릭스 베이와 모니터 출력베이 보드 간에 4*16*8 = 512개, 모니터 연결을 위해 256개로 총 3,328개가 소요되었다. 또한, 시스템이 커질수록 케이블링의 복잡도도 증가하게 된다.
나아가, 이러한 종래의 시스템은 케이블링의 복잡도가 커지면서, 시스템을 확장하는 경우에 설치가 어렵게 되고, 시스템 확장에 따라 기하급수적으로 케이블링의 복잡도가 높아져 대용량 시스템으로의 확장에 어려움이 있다.
본 발명을 적용한 2048×256 시스템은 카메라 입력베이에 카메라를 반드시 연결해야 하므로 2,048개가 소요되고, 카메라 입력베이와 매트릭스 베이간에 8개/Bay × 16Bay = 128개, 매트릭스 베이와 모니터 출력베이 간에 4Bay × 8개/Slot × 8slot/Bay = 256개, 모니터연결을 위해서 256개로 총 2,676개가 소요되었다. 카메라와 모니터 연결은 공통이므로 이를 계산에서 제외하면 기존시스템이 1,024개의 케이블이 필요했다면 제안된 시스템은 372개의 케이블을 필요로 한다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 스위칭 베이와, 카메라 베이 또는/및 모니터 베이의 증감 교체로 간단히 입력 또는/및 출력 수를 증감시킬 수 있고, 아울러, 8B10B 인코딩과 시리얼라이징을 이용하여 고속전송선로인 랜케이블을 통해 케이블당 16개의 영상신호를 전송할 수 있도록 하여, 효율적인 감시가 가능한 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 전술한 문제를 해결하기 위한 또 하나의 모습에 따라, 실시간 감시와 특정 채널에 대한 선택적 집중 감시가 효율적으로 이루어질 수 있는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 일정 지역의 다수의 감시카메라로부터 영상신호를 입력받아 처리 후 다수의 외부 디스플레이장치로 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치에 있어서, 다수의 감시카메라와 각각 대응되게 연결되어 영상신호를 받아들이는 다수의 입력포트가 그룹화되어 다수의 입력슬롯을 형성하고, 입력포트를 통해 입력된 영상신호를 차동신호(Differential Signal) 방식으로 전송가능하도록 10비트 디지털신호 형식으로 변환하여 입력슬롯에 구비된 랜포트를 통해 출력시키는 적어도 하나 이상의 카메라 베이; 카메라 베이의 랜포트로부터 출력되는 디지털신호를 매트릭스 스위칭시켜 출력시키는 적어도 하나 이상의 스위칭 베이; 스위칭 베이로부터 출력되는 디지털 신호를 받아들이는 다수의 랜포트와 외부 디스플레이장치에 연결되는 다수의 출력포트가 그룹화되어 다수의 출력슬롯을 형성하고, 스위칭 베이로부터 다중 입력되는 디지털신호 중에서 선택된 신호를 출력포트를 통해 출력가능한 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 출력시키는 적어도 하나 이상의 모니터 베이; 및 다수의 감시카메라로부터 획득된 영상신호가 처리되어 다수의 외부 디스플레이장치로 전송되도록 구성요소들에 대한 전반적인 제어를 수행하는 중앙제어부; 를 포함하여 이루어지고, 스위칭 베이와, 카메라 베이, 모니터 베이, 혹은 카메라 및 모니터 베이의 증감 교체로 간단히 입력, 출력 또는 입출력 수를 증감시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치가 제안된다.
또한, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 전술한 카메라 베이의 일부 또는 전부는: 입력포트를 통해 아날로그 영상신호를 입력받는 다수의 입력슬롯으로 이루어지는 입력베이 보드; 입력된 아날로그 컴퍼지트신호를 디지털 컴포넌트신호로 변환시키는 다수의 4채널 비디오 디코더; 및 다수의 4채널 비디오 디코더로부터 디지털신호를 입력받아 차동신호 방식으로 전송가능하도록 10비트 전송코드 디지털신호로 변환하고 직렬화하여 입력슬롯의 랜포트로 출력시키는 다수의 시리얼라이저; 를 구비한다.
또한, 전술한 스위칭 베이 각각은 입력슬롯의 랜포트를 통해 출력되는 10비트 디지털신호를 매트릭스 스위칭시켜 출력시키는 매트릭스 스위치를 구비하되, 매트릭스 스위치는 128m개 입력에 대하여 매트릭스 스위칭시켜 128n개 출력시키는 (128m × 128n) 구조이다. 여기에서 m, n은 각각 1, 2에서 선택된다.
게다가, 전술한 모니터 베이의 일부 또는 전부는: 다수의 출력슬롯을 포함하여 이루어지는 출력베이 보드; 출력슬롯의 다수 랜포트로 다중 입력되는 디지털신호를 받아 선택출력하는 다수의 데이터 셀렉터; 데이터 셀렉터로부터 전송받은 10비트 디지털신호를 병렬화하고 8비트 신호로 변환하여 출력시키는 다수의 디시리얼라이저; 및 디시리얼라이저로부터 출력되는 8비트 디지털신호 중 선택된 신호를 기 설정된 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 출력포트를 통해 스트리밍 출력시키는 다수의 비디오 출력 프로세서; 를 포함하여 이루어진다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 카메라 베이에서의 입력베이 보드는 8개의 입력슬롯으로 이루어지되 입력슬롯 각각은 16개의 입력포트와 하나의 랜포트를 포함하고, 4채널 비디오 디코더는 4개의 입력포트를 통해 입력되는 NTSC/PAL 규격의 아날로그 컴퍼지트신호를 108MHz의 4개의 디지털 컴포넌트신호로 변환시키고, 시리얼라이저는 8B10B 인코더를 구비한 4개의 8B10B 세데스(SERDES)셀을 구비하여 4채널 비디오 디코더로부터 디지털신호를 입력받아 8B10B 인코딩하고 각 세데스셀마다 4개의 인코딩된 병렬데이터를 직렬화시켜 기가비트급 차동신호방식 전송이 가능하도록 한다.
게다가, 모니터 베이 하나에서의 출력베이 보드는 8개의 출력슬롯으로 이루어지며, 출력슬롯 각각은 4개의 랜포트를 포함하되 매트릭스 스위치로부터 매트릭싱된 디지털신호들이 교번으로 입력되어 하나의 16×4 데이터 셀렉터로 출력하도록 연결되고, 하나의 16×4 데이터 셀렉터에서 16 회선 신호 중 4 회선 신호가 선택되어 출력되고, 디시리얼라이저는 8B10B 디코더를 구비한 4개의 8B10B 세데스(SERDES)셀을 구비하여 각 세데스셀마다 16×4 데이터 셀렉터에서 출력되는 하나의 회선 신호를 병렬화하고 108MHz의 8비트 디지털신호로 디코딩하여 출력시킨다.
더욱이 바람직하게, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 비디오 출력 프로세서는 디시리얼라이저로부터 출력되는 108MHz의 8비트 디지털신호를 받아 처리하되, 중앙제어부의 제어에 따라, 디시리얼라이저로부터 출력되는 신호를 4×1 형식으로 데이터 셀렉팅하고 아날로그 또는 디지털방식의 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 출력시키거나, 디시리얼라이저로부터 출력되는 신호를 4 분할화면으로 디스플레이되도록 4D1 비디오 스케일링하여 아날로그 또는 디지털방식의 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 출력시킨다. 모니터 베이 하나에서의 상기 출력베이 보드는 아날로그 또는 디지털방식의 전송인터페이스 규격 신호를 출력시키는 4개의 출력포트를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 비디오 출력 프로세서는 디시리얼라이저에서 출력되는 108MHz의 8비트 디지털신호를 받아 신호처리하되, HDMI 출력부 및 스폿(SPOT) 출력부를 구비하여 HDMI 출력부에서 HDMI 규격 신호로 변환하여 HDMI 출력포트를 통해 중앙제어부의 제어에 따라 16 이하 분할화면으로 또는 풀HD급으로 스트리밍 출력가능하도록 신호처리하고, 스폿(SPOT) 출력부에서 중앙제어부의 제어에 따라 16채널 중 4개 채널을 선택하여 선택된 4개 채널의 영상을 4개의 출력포트를 통해 스폿(SPOT) 출력가능하도록 신호처리한다.
바람직하게, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 카메라 베이는 16개로 이루어지되, 4개씩 그룹화된 4개 그룹으로 이루어져 2048개의 감시카메라로부터 영상신호를 입력받고, 스위칭 베이는 4개의 128 × 128 매트릭스 스위치로 이루어지고, 각 매트릭스 스위치는 카메라 베이 4개 그룹 중 하나의 그룹으로부터 128개 신호선을 통해 10비트 디지털신호를 전송받아 128 × 128 구조로 매트릭스 스위칭시켜 출력시킨다. 모니터 베이는 4개로 이루어지되, 각 출력베이 보드의 랜포트로 4개의 매트릭스 스위치에서 교번으로 입력되고, 2048개 입력영상 중 512 채널 영상을 실시간 스트리밍 출력시킨다.
또한, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 카메라 베이는 32개로 이루어지되, 8개씩 그룹화된 4개 그룹으로 이루어져 4096개의 감시카메라로부터 영상신호를 입력받고, 스위칭 베이는 4개의 256 × 128 매트릭스 구조로 이루어지고, 각 매트릭스 구조의 스위칭 베이는 카메라 베이 4개 그룹 중 하나의 그룹으로부터 256개 신호선을 통해 10비트 디지털신호를 전송받아 256 × 128 구조로 매트릭스 스위칭시켜 출력시킨다. 그리고 모니터 베이는 4개로 이루어지되, 각 출력베이 보드의 랜포트로 4개의 스위칭 베이에서 교번으로 입력되고, 4096개 입력영상 중 512 채널 영상을 실시간 스트리밍 출력시킨다.
바람직하게는, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 카메라 베이의 적어도 일부는: 다수의 감시카메라로부터 디지털 영상신호를 입력받는 다수의 입력포트와 스위칭 베이와 연결되는 랜포트가 그룹화되어 형성된 다수의 디지털입력슬롯; 및 입력받은 디지털 영상신호를 디지털입력슬롯의 랜포트를 통해 차동신호 방식으로 전송가능하도록 10비트 전송코드 디지털신호 규격으로 변환시켜 출력시키는 차동신호 포맷 컨버터; 를 포함하여 이루어지되, 입력된 디지털 영상신호를 스위칭 베이로 차동신호 방식으로 전송하도록 한다. 모니터 베이는 데이터 셀렉터로부터 전송받은 10비트 디지털신호를 상기 입력된 디지털 영상신호 포맷으로 역변환시키는 다수의 역변환 컨버터를 더 포함하여 이루어진다. 그리고 중앙제어부는 사용자의 설정 입력에 따라, 아날로그 영상신호가 입력되는 다수의 입력슬롯에서의 신호는 다수의 4채널 비디오 디코더, 다수의 시리얼라이저, 매트릭스 스위치, 다수의 데이터 셀렉터, 다수의 디시리얼라이저 및 다수의 비디오 출력 프로세서를 통하여 처리되도록 하고, 디지털 영상신호가 입력되는 다수의 디지털입력슬롯에서의 신호는 차동신호 포맷 컨버터, 매트릭스 스위치, 다수의 데이터 셀렉터 및 다수의 역변환 컨버터를 통하여 처리되도록 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 하나의 모습에 따라, 일정 지역의 다수의 감시카메라로부터 아날로그 영상신호를 입력받아 처리 후 다수의 외부 디스플레이장치로 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 방법에 있어서, (a) 다수의 감시카메라와 각각 대응되게 연결된 다수의 입력포트로 아날로그 영상신호를 입력받는 단계; (b) 입력포트를 통해 입력된 아날로그 컴퍼지트신호를 다수의 4채널 비디오 디코더에서 디지털 컴포넌트신호로 변환시키는 단계; (c) 다수의 4채널 비디오 디코더로부터 디지털신호를 입력받아 다수의 시리얼라이저에서 차동신호 방식으로 전송가능하도록 10비트 전송코드 디지털신호로 변환하고 직렬화하여 출력시키는 단계; (d) 출력되는 10비트 디지털신호를 적어도 하나 이상의 (128m × 128n) 구조의 매트릭스 스위치에서 128m개 입력에 대하여 매트릭스 스위칭시켜 128n개 출력시키는 단계, 여기에서 m, n은 각각 1, 2에서 선택됨; (e) 매트릭스 스위치에 출력되어 다중 입력되는 디지털신호를 다수의 데이터 셀렉터에서 16×4 방식으로 선택출력하는 단계; (f) 16×4 방식으로 선택출력된 10비트 디지털신호를 다수의 디시리얼라이저에서 병렬화하고 8비트 신호로 변환하여 출력시키는 단계; (g) 다수의 비디오 출력 프로세서에서, 디시리얼라이저로부터 출력되는 8비트 디지털신호 중 선택된 신호를 기 설정된 전송인터페이스 규격 신호로 변환하는 단계; 및 (h) 변환된 전송인터페이스 규격 신호를 다수의 출력포트를 통해 외부 디스플레이장치로 스트리밍 출력하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 방법이 제안된다.
본 발명의 바람직한 하나의 모습으로 비록 명시적으로 언급되지 않았으나, 앞서 언급된 기술적 특징의 가능한 다양한 조합에 따른 실시예들이 구현 가능함은 자명하다.
본 발명의 모습에 따라, 스위칭 베이와, 카메라 베이 또는/및 모니터 베이의 증감 교체로 간단히 입력 또는/및 출력 수를 증감시킬 수 있다.
또한, 8B10B 인코딩과 시리얼라이징을 이용하여 고속전송선로인 랜케이블을 통해 케이블당 16개의 영상신호를 전송할 수 있도록 하여 효율적인 감시가 가능하게 되었다.
또한, 카메라 입력베이 보드와 매트릭스 스위치간 그리고 매트릭스 스위치와 디스플레이 출력베이 보드간의 랜케이블 소요 개수를 줄이고 간편한 설치가 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 실시간 감시와 특정 채널에 대한 선택적 집중 감시가 효율적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라 직접적으로 언급되지 않은 다양한 효과들이 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 구성들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 도출될 수 있음은 자명하다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 대용량 비디오 매트릭스 장치의 개략적인 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 대용량 비디오 매트릭스 장치의 개략적인 블럭도이다.
도 3, 4a 내지 4c, 5a, 5b는 본 발명의 실시예에 따른 대용량 비디오 매트릭스 장치의 주요구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 대용량 비디오 매트릭스 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 7a는 종래의 아날로그 비디오 매트릭스 시스템을 나타내는 개략적인 도면이다.
도 7b는 도 7a에 따른 매트릭스 시스템의 매트릭스 베이 슬롯의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7c는 도 7a에 따른 매트릭스 시스템의 모니터 베이 슬롯의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 생략될 수 있다.
구체적인 설명에 앞서, 본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 '직접 연결' 또는 '직접 접속'되어 있다고 언급되지 않는 이상, 단순히 '연결' 또는 '접속'되어 있다고 언급된 경우에는 하나의 구성요소가 그 다른 구성요소에 '직접적으로' 연결 또는 접속되어 있을 수 있고, 나아가 그 기재된 설명에 비추어 모순되거나 발명의 개념에 반하지 않는 한 그들 사이에 또 다른 구성요소가 연결 또는 접속되는 형태로도 존재할 수 있다고 이해되어야 한다.
본 명세서 상에 비록 단수적 표현으로 기재되어 있을지라도 국어 사용에 있어서 단수/복수를 명확하게 구분짓지 않고 사용되는 환경과 당해 분야에서의 통상적인 용어 사용 환경에 비추어, 발명의 개념에 반하지 않고 해석상 모순되거나 명백하게 다르게 뜻하지 않는 이상 복수의 표현을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 '포함한다', '갖는다', '구비한다', '포함하여 이루어진다' 등은 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 구성요소 또는 그들의 조합의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 대용량 비디오 매트릭스 장치의 개략적인 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 대용량 비디오 매트릭스 장치의 개략적인 블럭도이고, 도 3은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 대용량 비디오 매트릭스 장치의 카메라 베이를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4a는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 대용량 비디오 매트릭스 장치에서 입력베이 보드그룹과 스위칭 베이를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4b 및 4c는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 대용량 비디오 매트릭스 장치에서 스위칭 베이의 매트릭스 구조를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5a 및 5b는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 대용량 비디오 매트릭스 장치의 모니터 베이(300)를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 일정 지역의 다수의 감시카메라로부터 영상신호를 입력받아 처리 후 다수의 외부 디스플레이장치로 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치는 카메라 베이(100, 100a, 101), 스위칭 베이(200), 모니터 베이(300, 301), 그리고 중앙제어부(400)를 포함하여 이루어진다. 본 발명에 따르면, 스위칭 베이(200)와, 카메라 베이(100, 100a, 101), 모니터 베이(300, 301), 혹은 카메라 및 모니터 베이의 증감 교체로 간단히 입력, 출력 또는 입출력 수를 증감시킬 수 있다.
도 1 내지 3을 참조하면, 카메라 베이(100, 100a, 101)는 적어도 하나 이상 구비되며, 다수의 감시카메라와 각각 대응되게 연결되어 영상신호를 받아들이는 다수의 입력포트(111)가 그룹화되어 다수의 입력슬롯(115)을 형성하고, 입력포트(111)를 통해 입력된 영상신호를 차동신호(Differential Signal) 방식으로 전송가능하도록 10비트 디지털신호 형식으로 변환하여 입력슬롯(115)에 구비된 랜포트(112)를 통해 출력시킨다. 본 발명의 실시예에서 카메라 베이(100, 100a, 101)는 아날로그 영상신호를 받아들이고 뿐만 아니라 디지털 영상신호를 받아들일 수도 있다. 예컨대, 도 1 내지 2에서 도면부호 100 내지 100a의 카메라 베이는 아날로그 영상신호를 받아들이고, 도 2에서 도면부호 101의 카메라 베이는 디지털 영상신호를 감시카메라로부터 받아들인다.
더 구체적으로 살펴본다. 도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예의 모습에 따라, 적어도 하나 이상 카메라 베이의 일부 또는 전부(100, 100a)는 입력베이 보드(110), 다수의 4채널 비디오 디코더(130) 및 다수의 시리얼라이저(150)를 구비하고 있다. 바람직하게, 하나의 실시예에서, 카메라 베이(100, 100a) 하나는 하나의 입력베이 보드(110)와 32개의 4채널 비디오 디코더(130), 그리고 8개의 시리얼라이저(150)를 포함하여 이루어진다. 본 실시예에서, 도면부호 100, 100a의 카메라 베이는 아날로그 영상을 받아들인다.
입력베이 보드(110)는 다수의 감시카메라와 각각 대응되게 연결되어 아날로그 영상신호를 입력받는 다수의 입력포트(111)와 랜포트(112)가 그룹화된 다수의 입력슬롯(115)으로 이루어진다. 즉, 하나의 입력슬롯(115)에는 다수의 입력포트(111)와 10비트 디지털신호를 출력하는 랜포트(112)가 구비되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 바람직하게는, 입력베이 보드(110)는 8개의 입력슬롯(115)으로 이루어지고, 입력슬롯(115) 각각은 16개의 입력포트(111)와 하나의 랜포트(112)를 포함한다. 도 3을 참조하면, 8개의 입력포트(111)가 구비된 슬롯이 2개가 모이고 그 하부에 랜포트(112)가 형성되어 하나의 입력슬롯(115)을 형성한다. 하나의 랜포트(112)에 연결된 랜케이블을 통해 16개의 입력포트(111)로 입력된 신호가 인코딩되고 시리얼라이즈된 후 전송될 수 있다. 또한, 도 4a에 도시된 바와 같이, 8개의 입력슬롯(115)을 포함하는 입력베이 보드(110) 하나를 포함하여 이루어진 카메라 베이(100, 100a)가 4개씩 모여 512개의 감시카메라와 연결되는 하나의 베이 그룹(bay group)을 형성할 수 있다. 이 경우 카메라 베이(100, 100a)가 4개의 베이 그룹, 즉 16개 카메라 베이(100, 100a)인 경우 2048개의 감시카메라와 연결될 수 있다. 카메라 베이(100, 100a) 혹은 베이 그룹을 확장시킴에 따라 4096개, 9182개의 감시카메라로부터의 입력이 가능하도록 할 수 있다.
다음으로, 카메라 베이(100, 100a) 각각에 포함된 다수의 4채널 비디오 디코더(130)는 입력포트(111)를 통해 입력된 아날로그 컴퍼지트신호를 디지털 컴포넌트신호로 변환시킨다. 컴퍼지트(composite) 신호는 비디오에 필요한 여러 가지 신호를 복합하여 하나의 신호로 만든 것으로, 휘도신호, 색신호, 컬러 바스트 신호, 수직?수평 동기 신호 등이 모두 복합되어 하나의 파형 신호로 이루어진 것이다. 컴포넌트(component) 신호는 RGB의 색 정보를 Y 신호와 2개의 색차 신호 R-Y/B-Y로 변환하여 표현하는 방식으로, 3개의 채널로 따로따로 전송할 수 있다. 아날로그 컴포넌트 신호는 모두 3가닥의 신호선을 통해 분배 및 전송하고, 디지털 컴포넌트 신호는 시간적으로 다중화하여 1개의 신호선으로 분배 및 전송이 가능하다. 디지털 컴포넌트 신호는 신호의 전송에서 휘도신호와 색차신호의 전송대역폭 또는 표본화 주파수 또는 데이터량의 성분비율인 크로마 포멧에 따라 4:4:4, 4:2:2, 4:2:2, 4:1:1 등으로 나뉠 수 있다.
4채널 비디오 디코더(130)는, 바람직하게, 4개의 입력포트(111)를 통해 입력되는 아날로그 컴퍼지트 신호를 ADC 컨버터(도시되지 않음)를 이용하여 4개의 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호는 컬러 디코더(도시되지 않음)에서 컬러 디코딩을 통한 Y/C분리하여 디지털 컴포넌트 신호 포맷으로 변환시킨다.
더 바람직하게는, 입력되는 아날로그 컴퍼지트신호는 NTSC/PAL 규격이고, 4채널 비디오 디코더(130)가 입력된 신호를 108MHz의 디지털 컴포넌트신호로 변환시킨다. 본 발명의 실시예에서, 바람직하게, 변환되는 디지털 컴포넌트 신호는 ITU-R BT.656 규격의 4:2:2 방식을 따른다. 또한, 4채널 비디오 디코더(130)를 통해 출력되는 디지털 신호는 8비트 신호이거나 10비트 신호일 수 있으며, 본 발명에서 바람직하게는 108MHz 8비트 신호를 출력한다.
또한, 다음으로, 카메라 베이(100, 100a) 각각에 다수의 시리얼라이저(150)가 구비된다. 다수의 시리얼라이저(150)는 각각 다수의, 바람직하게는 4개의 4채널 비디오 디코더(130)로부터 디지털신호를 입력받아 차동신호(Differential Signal) 방식으로 전송가능하도록 10비트 전송코드 디지털신호로 변환하고 직렬화하여 입력슬롯(115)의 랜포트(112)로 출력시킨다. 시리얼라이저(150)는 병렬신호를 고속 전송하기 위한 직렬화 장치로서, 높은 데이터 전송 주파수에서 단일 전송선로 쌍을 이용하여 차동신호 방식으로 외부의 기준 클럭없이 통신이 가능하도록 한다.
더 바람직하게는, 하나의 실시예에 따라, 시리얼라이저(150)는 8B10B 인코더(도시되지 않음)를 구비한 4개의 8B10B 세데스(SERDES)셀(155)을 구비하고 있다. 8B10B 인코더(도시되지 않음)가 구비되어 있어, 8B10B 인코딩하여 데이터클럭이 데이터자체에 임베딩될 수 있다. 이 인코딩에서는 8비트 옥텟의 10비트 코드 그룹으로의 변환도 수반된다. 10비트 신호는 DC 밸런스를 유지할 수 있으므로, 8B10B 인코딩을 수행함으로써 직렬 데이터 스트림에서 장기간 DC 밸런스를 유지하게 되어, 예컨대 USB 3.0, PCI Express, SATA, 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet) 등의 고속 특성을 갖는 채널로 전송이 가능하게 된다.
시리얼라이저(150)는 8B10B 인코더가 구비된 4개의 8B10B 세데스(SERDES)셀(155)을 구비하여 각각의 8B10B 세데스셀(155)에서 4개의 8B10B 인코딩된 병렬데이터를 직렬화시켜 차동신호 방식으로, 예컨대 랜케이블의 디퍼렌셜 페어(differential pair), 즉, 트위스티드 페어(twisted pair)로 기가비트급으로 전송가능하도록 한다. 세데스(SERDES)는 시리얼라이저/디시리얼라이저를 말하고, 시리얼라이저는 병렬신호를 고속 전송을 위해 직렬화시킨다. 따라서, 본 발명의 실시예에서, 4채널 비디오 디코더(130)를 통해 출력된 8비트 디지털 신호는 8B10B 세데스(SERDES)셀(155)을 통해, 보다 정확히는 8B10B 인코더를 통해 10비트 전송코드신호로 인코딩되고, 8B10B 세데스(SERDES)셀(155)을 통해 4개의 병렬신호가 직렬화되어 하나의 고속전송선로 쌍으로 차동신호 전송방식으로 전송되게 된다. 따라서, 디퍼렌셜 페어(differential pair)를 통해 기가비트급 전송, 예컨대 1.08Gbps 전송이 가능하게 되어, HD급 영상을 충분히 전송할 수 있게 된다. 예컨대 1080p HD급 영상을 전송하는 경우에는 디퍼렌셜 페어(differential pair)에 1개의 카메라로부터의 영상을 보내고, HD급 영상 전송이 아닌 경우에는 4개의 NTSC/PAL 신호를 변환시켜 직렬화하여 전송하게 된다. 또한, NTSC/PAL 신호는 최대 8개의 신호를 혼합하여 직렬전송하도록 확장이 가능하다.
본 발명에서 시리얼라이저(150)를 구비함으로써, 하나의 디퍼렌셜 페어에 4개의 NTSC/PAL 신호를 묶어서, 결국 하나의 랜케이블에 16개의 NTSC/PAL 영상신호를 담아 전송할 수 있게 된다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비디오 매트릭스 장치에서의 카메라베이(101)를 구체적으로 살펴본다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 카메라 베이의 적어도 일부(101)는 다수의 감시카메라로부터 디지털 영상신호를 입력받는 다수의 입력포트(111)와 스위칭 베이(200)와 연결되는 랜포트(112)가 그룹화되어 형성된 다수의 디지털입력슬롯(도시되지 않음)을 포함하고 있다. 또한, 입력받은 디지털 영상신호를 디지털입력슬롯의 랜포트(112)를 통해 차동신호 방식으로 전송가능하도록 10비트 전송코드 디지털신호 규격으로 변환시켜 출력시키는 차동신호 포맷 컨버터(160)를 포함하고 있다. 이때 디지털입력슬롯의 입력포트(111)를 통해 입력된 디지털영상신호는 차동신호 포맷 컨버터(160)에서 차동신호 방식으로 전송가능하도록 10비트 전송코드 디지털신호 규격으로 변환시켜, 디지털입력슬롯의 랜포트(112)를 통해 스위칭 베이(200)로 통해 출력되게 된다.
도 1, 2, 4a 내지 4c를 참조하면, 스위칭 베이(200)는 적어도 하나 이상 구비되며, 카메라 베이(100, 100a, 101)의 랜포트(112)로부터 출력되는 디지털신호를 매트릭스 스위칭시켜 출력시킨다. 바람직하게 스위칭 베이(200)에는 입력슬롯(115)의 랜포트(112)를 통해 출력되는 10비트 디지털신호를 매트릭스 스위칭시켜 출력시키는 매트릭스 스위치가 구비된다.
바람직하게, 매트릭스 스위치(201)는 128m개 입력에 대하여 매트릭스 스위칭시켜 128n개 출력시키는 (128m × 128n) 구조이다. 여기에서 m, n은 각각 1, 2에서 선택된다. 따라서, 가능한 매트릭스 스위치 구조로는 128×128, 256×128, 256×256, 128×256 구조가 있다. 도 4a 내지 4c를 참조하여 매트릭스 구조를 살펴보면, 도 4a에서 128×128 구조는 단일 128×128 매트릭스 스위치를 사용한다. 도 4c를 참조하면, 256×128 구조는 2개의 128×128 매트릭스 스위치를 병렬연결하여 256개의 입력을 받고 출력시 2개의 스위치로부터 나오는 신호를 선택하여 128개로 출력되도록 하거나, 하나의 256×256 매트릭스 스위치를 사용하여 256개 입력에 대하여 128개의 출력만 이루어지도록 한다. 도 4b를 참조하면, 256×256 구조는 하나의 256×256 매트릭스 스위치를 사용하거나, 도시되지 않았으나, 4개의 128×128 매트릭스 스위치를 사용할 수도 있다. 또한, 128×256 구조는 2개의 128×128 매트릭스 스위치를 가지고 128개의 입력을 동일하게 각자 입력받고 별도로 128개씩 출력하도록 구성할 수 있다.
바람직하게는 또한, 도 4a를 참조하면, 128×128 매트릭스 스위치의 사용예를 살펴보면, 예컨대, 2048개의 감시카메라로부터 영상신호, 예컨대, 아날로그 영상신호를 입력받는 경우에, 8B10B 세데스(SERDES)셀(155)을 통해 4개의 병렬신호가 하나의 고속직렬선로, 바람직하게는 트위스티드 페어(twisted pair)로 전송되게 되므로, 512개의 트위스티드 페어(twisted pair)와 연결되도록 128 × 128 매트릭스 스위치 4개가 필요하게 된다. 이 경우, 카메라 베이(100, 100a)와 4개의 128 × 128 매트릭스 스위치(201)간에는 매트릭스 스위치당 랜케이블 32회선씩 총 128회선의 랜케이블이 필요하고, 128 × 128 매트릭스 스위치와 출력베이 보드(310)의 랜포트(312) 사이에도 총 128회선의 랜케이블만이 요구된다. 랜케이블당 4개의 트위스티드 페어(twisted pair)로 구성되어 있으므로, 하나의 128 × 128 비디오 매트릭스 스위치에서 랜케이블 32회선을 통하여 512개의 영상이 입력되어 스위칭된다. 따라서, 종래의 방식의 경우보다 케이블 갯수를 줄일 수 있고, 케이블 길이를 짧게 할 수 있어 편리하고, 설치시 케이블 공사가 간단하다. NTSC/PAL 신호는 최대 8개의 신호를 혼합하여 직렬전송하는 경우에 케이블 수를 더 줄일 수 있다.
도 1, 2, 5a 내지 5b를 참조하면, 모니터 베이(300, 301)는 적어도 하나 이상 구비되며, 스위칭 베이(200)로부터 출력되는 디지털 신호를 받아들이는 다수의 랜포트(312)와 외부 디스플레이장치(도 1, 2 참조)에 연결되는 다수의 출력포트(311)가 그룹화되어 다수의 출력슬롯(315)을 형성하고, 스위칭 베이(200)로부터 다중 입력되는 디지털신호 중에서 선택된 신호를 출력포트(311)를 통해 출력가능한 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 출력시킨다. 본 발명에서, 모니터 베이의 구현예를 다양하며, 예컨대 도 1의 도면부호 300과 도 2의 도면부호 301 처럼 다르게 구현될 수 있다. 예컨대 도 1의 도면부호 300의 모니터 베이는 감시카메라로부터 아날로그 신호가 입력된 경우에 사용되고, 도 2의 도면부호 301의 모니터 베이는 감시카메라로부터 디지털 또는/아날로그 신호가 입력된 경우에 사용될 수 있다. 또한 도시되지 않았으나, 감시카메라로부터 디지털 신호만 입력된 경우에 사용가능한 모니터 베이도 구현가능하고, 도 2를 참조하면, 예컨대, 디시리얼라이저를 구비하지 않은 형태로 구현할 수 있다.
도 1, 2, 5a 내지 5b를 참조하여 더 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 하나의 실시예의 모습에 따라, 적어도 하나 이상 모니터 베이의 일부 또는 전부(300, 301)는 출력베이 보드(310), 다수의 데이터 셀렉터(330), 다수의 디시리얼라이저(350) 및 다수의 비디오 출력 프로세서(370, 370', 370")를 구비하고 있다.
출력베이 보드(310)는 다수의 출력슬롯(315)을 포함하여 이루어지는데, 출력슬롯(315) 각각은 스위칭 베이(200)로부터 출력되는 디지털 신호를 받아들이는 다수의 랜포트(312)와 다수의 출력포트(311)가 그룹화되어 있다.
바람직하게, 도 5a 내지 5b를 참조하면, 출력베이 보드(310)는 8개의 출력슬롯(315)으로 이루어진다. 또한, 출력슬롯(315) 각각은 다수의 출력포트(311)를 포함하고 있다. 출력포트(311)는 변환된 전송인터페이스 규격 신호를 연결된 외부 디스플레이장치로 출력시킨다. 바람직하게, 출력포트(311)는 아날로그 포트 또는/및 디지털 포트이고, 예컨대, DVI 포트, HDMI 포트, RGB 포트, CVBS 포트 등의 일부로 이루어질 수 있다. DVI 포트, HDMI 포트의 경우 HD급 영상출력이 가능하고, 특히 HDMI 포트를 통하여 풀HD급 영상 또는 16채널 분할영상을 전송할 수 있다.
바람직하게는, 도 4a, 5a 및 5b를 참조하면, 출력베이 보드(310)는 4개의 랜포트(312)가 하나의 출력슬롯(315)에 형성되며, 하나의 출력슬롯(315)에는 4개의 매트릭스 스위치(201)로부터 매트릭싱된 디지털신호들이 교번으로 입력되어 하나의 데이터 셀렉터(330), 예컨대 16×4 데이터 셀렉터로 출력하도록 연결된다. 도 5a 내지 5b를 참조하면, 하나의 모니터 베이(300, 301)에는 8개의 출력슬롯(slot #0, #1, #2, #3, #4, #5, #6, #7)이 구비되고, 각각의 출력슬롯(315)에는 128 × 128 비디오 매트릭스 스위치(201) A, B, C, D와 랜케이블로 연결되는 4개의 랜포트(312)가 구비되어, 4개의 128 × 128 비디오 매트릭스 스위치로부터 16회선(각 매트릭스 스위치당 4회선씩)의 트위스티드 페어를 통해 입력된 신호가 하나의 16×4 데이터 셀렉터(330)로 출력하도록 연결된다.
도 5a 내지 5b에서 모니터 베이(300, 301)에서 각 출력슬롯(315)의 랜포트(312)로 입력되는 신호선은 mPAn로 표현될 수 있다. 여기서, mPAn은 매트릭스 스위칭 베이 A 혹은 매트릭스 스위치(201) A에 출력되는 m개의 신호선 중에서 순서있게 선택한 n개의 신호선을 나타낸다. 도 5a 내지 5b에서 모니터 베이(300, 301)의 8개의 출력슬롯(315)으로 입력되는 신호선은 다음 [표 1]와 같다.

Slot #
0
1
2
3
4
5
6
7
From Switch A
128PA4
128PA4
128PA4
128PA4
128PA4
128PA4
128PA4
128PA4
From Switch B
128PB4
128PB4
128PB4
128PB4
128PB4
128PB4
128PB4
128PB4
From Switch C
128PC4
128PC4
128PC4
128PC4
128PC4
128PC4
128PC4
128PC4
From Switch D
128PD4
128PD4
128PD4
128PD4
128PD4
128PD4
128PD4
128PD4
다음으로, 다수의 데이터 셀렉터(330)는 출력베이 보드(310)의 다수 랜포트(312)로 다중 입력되는 디지털신호를 받아 선택출력을 수행한다. 이러한 선택출력을 통하여 중앙제어부(400)의 제어에 따라 원하는 순간에 스위칭하여 원하는 화면을 출력할 수 있도록 할 수 있게 된다.
하나의 실시예에 따라, 데이터 셀렉터(330)로는 16×4 데이터 셀렉터가 사용된다. 16×4 데이터 셀렉터(330)는 4개의 랜포트(312)에 연결되어 16회선에 따른 디지털 신호를 입력받고, 16 회선 신호 중 4 회선 신호가 선택되어 출력된다.
16×4 데이터 셀렉터(330)에서 디시리얼라이저(350)로 출력되는 각각의 신호선은 (128PA4, 128PB4, 128PC4, 128PD4)P4 로 표현함으로써, 16×4 데이터 셀렉터(330)로 입력되는 (128PA4, 128PB4, 128PC4, 128PD4)의 16개 신호선(예컨대, 출력베이 보드(310)의 하나의 출력슬롯(315)으로 입력되는 16회선의 트위스티드 페어에 상응하는 신호선)이 16×4로 순서있게 선택되어 4개의 신호선으로 출력되며 디시리얼라이저(350)로 전송되게 된다. 이렇게 함으로써, 예컨대 2048개의 아날로그 비디오 입력으로 원하는 출력이 포함된 신호선을 얻을 수 있다.
또한, 다음으로, 다수의 디시리얼라이저(350)는 데이터 셀렉터(330)로부터 전송받은 10비트 디지털신호를 병렬화하고 8비트 신호로 변환하여 출력시킨다. 디시리얼라이저(350)는 데이터 셀렉터(330)로부터 선택출력된 데이터를 디시리얼라이징(deserializing)시킨다. 바람직하게, 디시리얼라이저(350)는 8B10B 디코더(도시되지 않음)를 구비한 4개의 8B10B 세데스(SERDES)셀(355)을 구비한다. 각각의 8B10B 세데스셀(355)에서는 16×4 데이터 셀렉터(330)에서 출력되는 하나의 회선 신호를 병렬화하고 108MHz의 8비트 디지털신호로 디코딩하여 출력시킨다. 디코딩된 108MHz의 8비트 디지털 신호는 바람직하게, ITU-R BT.656 규격의 4:2:2 방식을 따른다.
그리고, 다음으로, 다수의 비디오 출력 프로세서(370, 370', 370")는 디시리얼라이저(350)로부터 출력되는 8비트 디지털신호 중 선택된 신호를 기 설정된 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 출력포트(311)를 통해 스트리밍 출력시킨다. 전송인터페이스 규격은, 예컨대, HDMI, DVI, 아날로그 RGB, 디지털 RGB, S-비디오, CVBS 등의 방식 규격을 말한다. 디시리얼라이저(350)로부터 출력되는 8비트 디지털신호 중 선택된 신호는 중앙제어부(400)의 제어에 따라 이루어지며, 4채널당 하나의 채널 선택이 이루어지거나 또는 디시리얼라이저(350)로부터 출력되는 8비트 디지털신호 전체에 대하여 채널 선택이 이루어질 수 있다. 또는 4채널당 하나의 채널 선택이 아닌 다른 방식으로의 일부 선택도 가능하다. 중앙제어부(400)의 제어에 따른 비디오 출력 프로세서(370, 370', 370")에서의 처리될 신호의 선택은 한가지에 한정되는 것이 아니라 다수의 소자에 의한 두 가지 또는 그 이상의 선택도 가능하다. 예컨대, 디시리얼라이저(350)로부터 출력되는 8비트 디지털신호 전체에 대한 처리와 동시에 디시리얼라이저(350)로부터 출력되는 8비트 디지털신호 중 4채널당 하나의 채널이 선택되어 신호처리될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 바람직하게, 하나의 실시예에 따르면, 비디오 출력 프로세서(370, 370")는 디시리얼라이저(350)로부터 출력되는 108MHz의 8비트 디지털신호를 받아 처리한다. 스케일러(371)에서 스케일링, 데이터 셀렉터(373)에서 출력신호 셀렉팅 등의 영상처리를 거쳐 포맷 송출부(375)에서 전송인터페이스 규격 신호로 변환시킨다. 바람직하게는 이때, 중앙제어부(400)의 제어에 따라, 디시리얼라이저(350)로부터 출력되는 신호를 4×1 형식으로 데이터 셀렉팅하고 아날로그 또는 디지털방식의 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 출력시킨다. 예컨대, 아날로그 전송규격은 CVBS 또는 VGA 방식이고, 디지털 전송규격은 DVI 방식이다. 또는, 중앙제어부(400)의 제어에 따라, 디시리얼라이저(350) 각각으로부터 출력되는 신호를 4 분할화면으로 디스플레이되도록 4D1 비디오 스케일링하여 아날로그 또는 디지털방식의 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 출력시킨다. 본 실시예에서, 모니터 베이(300)의 출력베이 보드(310)는 4개의 출력포트(311)를 포함하여 아날로그 또는 디지털방식의 전송인터페이스 규격 신호를 출력시킨다. 예컨대, 아날로그 전송규격은 VGA 방식이고, 디지털 전송규격은 DVI 방식이다.
본 발명의 실시예에서, 도 5b를 참조하면, 각각의 모니터 베이(300)는 출력슬롯(315)당 4개의 DVI 출력포트를 구비하여, 예컨대, 2048개 입력영상 중 512개 채널영상출력이 4분할화면으로 이루어질 수 있고, 선택에 따라 128개 특정 채널에 대한 스폿 출력이 실시간 이루어질 수 있어 효율적인 감시가 가능하다.
도 5a를 참조하면, 바람직하게, 다른 또 하나의 실시예에 따라, 비디오 출력 프로세서(370, 370')는 디시리얼라이저(350)에서 출력되는 108MHz의 8비트 디지털신호를 받아 신호처리하되, HDMI 출력부(377) 및 스폿(SPOT) 출력부(379)를 구비하고 있다. 바람직하게, 비디오 출력 프로세서(370)는 16채널 신호처리를 지원할 수 있는 16채널 비디오 출력 프로세서이다. 도 5a의 HDMI 출력부(377) 및 스폿(SPOT) 출력부(379)에서의 출력포맷변환기능은 도 5b의 포맷 송출부(375)의 기능과 실질적으로 동일하다.
HDMI 출력부(377)에서는 HDMI 규격 신호로 변환하여 HDMI 출력포트를 통해 중앙제어부(400)의 제어에 따라 16 이하 분할화면으로 또는 풀HD급으로 스트리밍 출력가능하도록 신호처리한다. 바람직하게는, 2048개 감시카메라가 연결된 입력포트(111)들로부터 받아들인 2048개의 아날로그 영상신호들이 인코딩 및 직렬화되어 매트릭스 스위칭되고 16개의 신호선 중 4개 신호선이 선택 출력되는 16×4 선택출력되고 병렬화 및 디코딩 과정을 거쳐, HDMI 규격의 출력포트(311)들에 연결된 32개의 외부 디스플레이장치 각각으로 16개 분할화면이 디스플레이된다. 2048개 감시카메라로부터의 영상이 32개 디스플레이장치에서 512개의 영상이 실시간 디스플레이되고, 16×4 데이터 셀렉터(330)에서 선택되는 신호선이 변경되도록 제어함으로써, 2048개의 영상이 디스플레이되도록 할 수 있다. 이때, HDMI는 16개의 비디오신호를 모두 디스플레이할 수 있지만 연속된 4개의 4의 배수로 번호매김(numbering)된 것이다. 16 분할화면으로 디스플레이하는 경우 입력신호 입력베이 보드 단위로 순서대로 번호를 매기면 (0,1,2,3)(4,5,6,7) ……( 2044,2045,2046,2047)으로 4개의 묶음단위로만 디스플레이할 수 있다.
스폿(SPOT) 출력부(379)에서는 중앙제어부(400)의 제어에 따라 16채널 중 4개 채널을 선택하여 선택된 4개 채널의 영상(특정 채널 영상)을 4개의 출력포트(311)를 통해 스폿(SPOT) 출력가능하도록 신호처리한다. 스폿(SPOT) 출력은 특정채널을 전체화면으로 출력하는 것을 말한다. 스폿 출력은 아날로그 RGB 출력의 경우 영상처리를 거친 신호를 RGB DAC 컨버터에서 아날로그 RGB 신호로 컨버팅하여 출력시키거나, 또한, 영상처리를 거친 신호를 디지털 RGB 규격으로 출력시킬 수 있다. 또는 영상처리 후 NTSC/PAL 인코딩하고 다시 DAC 컨버팅하여 CVBS(Composite Video Baseband Signal) 규격이나 S-비디오 규격신호로 출력시킬 수 있다. 예컨대, 비디오 출력 프로세서(370, 370')는 8비트 디지털신호를 받아 스케일러(도시되지 않음)에서 스케일링하고, 스폿 출력을 위한 영상처리를 거치고 영상처리 후 NTSC/PAL 인코딩하고 다시 DAC 컨버팅하여 아날로그 NTSC/PAL 규격(예컨대, CVBS 방식)신호로 스폿 출력될 수 있다. 예컨대 도 5a에 도시된 출력베이 보드(310)의 출력포트(311)는 스폿 출력을 위한 것으로, 16×4 데이터 셀렉터(330)에서 선택된 4개 신호선의 데이터를 병렬화하고 디코딩한 16개(채널) 신호에 대해 16채널 비디오 출력 프로세서(370)에서 특정 4개의 채널, 예컨대 4개 신호선 각각에 1개 채널을 골라 스폿 출력하는 것이 나타나 있다. 도 5a를 참조하면, 16개 신호선에 포함된 64개 NTSC/PAL 입력신호 중 선택된 4개의 신호선에서 다시 4개의 특정 채널 신호가 선택되어 디스플레이장치로 스폿 출력되므로, 2048개의 영상신호가 입력되는 경우 128개의 스폿 출력 디스플레이장치에서 2048개의 입력채널 중 선택된 128개의 영상이 실시간 스폿 출력되게 된다.
또한, 비디오 출력 프로세서(370, 370')에서 HDMI 규격으로 신호를 변환하여 HDMI 출력포트(311)로도 출력하는 경우에는, 예컨대 2048개의 아날로그 입력영상에 대하여, HDMI 포트에 연결된 32개의 디스플레이장치에서 512개의 영상을 실시간 디스플레이함과 동시에, 16채널 비디오 출력 프로세서(370)에서 스폿 출력을 동시에 지원함으로써, 스폿 출력 포트에 연결된 128개의 디스플레이장치에서 2048개 영상 중 선택된 128개의 스폿 영상이 실시간 디스플레이되어 효율적인 감시가 가능하게 된다.
본 발명의 실시예에서, 도 5a를 참조하면, 스폿 출력이 되는 경우 각각의 모니터 베이(300)는 출력슬롯(315)당 4개의 스폿 출력포트(311)와 하나의 HDMI 출력포트(311)를 구비하여, HDMI 출력을 통해, 예컨대, 2048개 입력영상 중 512개 채널영상출력과 동시에 128개 특정 채널의 스폿 영상출력이 이루어질 수 있고, 이에 따라 효율적인 감시가 가능하다.
도시되지 않았으나, 바람직하게, 비디오 출력 프로세서(370)는 영상처리를 위해 버퍼 메모리를 구비한다. 또한, 더 바람직하게는, 감시영역 내의 움직임이 적은 지역에 대한 감시 등의 경우에 있어서, 비디오 출력 프로세서(370)는 모션 검출수단을 구비하여, 중앙제어부(400)의 제어에 따라 영상처리시에 영상 내의 모션을 검출하고, 중앙제어부(400)의 제어에 따라 자동 녹화가 이루어지도록 할 수도 있다.
16×4 데이터 셀렉터(330)에서 4개씩 묶여있는 16개의 신호선 중 선택출력된 4개 회선에 포함된 영상신호를 받아 디시리얼라이저(350)에서 병렬화하고 디코딩된 16개(채널) 영상신호를 16채널 비디오 출력 프로세서(370)에서 받아 신호처리하여 출력한다. 예컨대, 위의 [표 1]과 같은 출력베이 보드(310)로의 신호선 입력에 따라, 하나의 실시예에서 16×4로 선택출력된 후 병렬화되고 8비트로 디코딩되어 16채널 비디오 출력 프로세서(370)에서 처리 후 출력슬롯(315) 하단의 출력포트(311), 예컨대 아날로그 출력포트(311)로 출력하는 경우의 예를 살펴본다.
카메라의 입력을 0번부터 2047번까지 번호를 매기고, 출력베이보드 1에서 첫번째 슬롯 하단의 아날로그 출력포트 0~3번 중 1번으로 10번 카메라의 영상을 출력하고 싶다면, 16채널 비디오출력 프로세서(370)의 입력중 하나로 4개의 SERDES 신호선 중 (8,9,10,11)의 입력이 포함된 신호를 받도록 제어하고, 그 중에서 10번은 모듈로 함수를 사용하면 10 modulo 4 = 2이기 때문에 2번 신호를 선택할 수 있다. 만약 8번 영상신호를 출력하고 싶다면 8 modulo 4 = 0 이기 때문에 0번을 선택하면 된다.
바람직하게, 매트릭스 스위치 구조와 카메라 영상 입출력 수에 따른 본 발명의 하나의 실시예를 살펴보면, 스위칭 베이(200)는 4개의 128×128 매트릭스 스위치(201)로 이루어진다. 이때, 카메라 베이(100, 100a)는 16개로 이루어지되, 도 4a에 도시된 바와 같이, 4개씩 그룹화된 4개 그룹으로 이루어져 2048개의 감시카메라로부터 영상신호를 입력받는다. 각 128×128 매트릭스 스위치는 카메라 베이(100, 100a) 4개 그룹 중 하나의 그룹으로부터 128개 신호선을 통해 10비트 디지털신호를 전송받아 128×128 구조로 매트릭스 스위칭시켜 출력시킨다. 이때, 모니터 베이(300)는 4개로 이루어지되 각각은 4개 랜포트(312)를 갖는 출력슬롯(315)이 8개씩 모여 형성되어 있고, 각 출력베이 보드(310)의 랜포트(312)로 4개의 128×128 매트릭스 스위치에서 교번으로 입력되고, 2048개 입력영상 중 512 채널 영상을 실시간 스트리밍 출력시킨다. 예컨대 4 분할화면을 지원하는 128개의 DVI 출력포트 또는 16 분할화면을 지원하는 32개의 HDMI 포트를 통해 512 채널 영상을 출력시킨다. 이러한 실시예는 512개 감시카메라 입력받는 4개의 카메라 베이(100, 100a), 하나의 128×128 매트릭스 스위치(201), 그리고 4개 랜포트(312)를 갖는 출력슬롯(315)이 8개 모인 하나의 모니터 베이(300)를 기본 구조로 하고 있고, 모니터 베이(300)에는 예컨대 32개의 출력포트(311)가 형성되어 있다. 이러한 기본 구조를 응용하여 확장시킬 수 있다. 예컨대, 1024개의 입력을 받는 8개의 카메라 베이(100, 100a)와 하나의 256×256 매트릭스 구조와 2개의 모니터 베이(300)를 구성할 수 있고, 256×256 매트릭스 구조를 도 4b의 2개의 128×256 매트릭스 구조로 하거나 또는 2개의 128×128 매트릭스 스위치가 각각 서로 다른 모니터 베이(300)에 연결되어 독립되도록 구성가능하다. 또한, 2048개 영상 입력에 대하여, 512개 채널보다 많은 1024개 채널 영상을 출력시키고자 하는 경우에는 앞선 예에서, 128×128 매트릭스 구조를 도 4b의 128×256 매트릭스 구조로 바꾸고 8개의 모니터 베이(300)를 갖추어 구성할 수 있다.
이러한 예를 응용하면, 스위칭 베이(200)가 4개의 256×256 매트릭스 스위치로 이루어진 경우도 가능하다. 도 4b를 참조하면, 스위칭 베이(200)가 4개의 256×256 매트릭스 스위치로 이루어진 경우, 카메라 베이(100, 100a)는 32개로 4096개의 감시카메라로부터 입력받되, 8개씩 그룹화하여 4개 그룹이 형성된다. 4개 랜포트(312)를 갖는 출력슬롯(315) 8개를 구비한 모니터 베이(300)가 8개이고, 8개의 모니터 베이(300)에서 1024 채널 영상을 실시간 스트리밍 출력시킨다. 예컨대, 1024개 채널 영상은 4 분할화면을 지원하는 256개의 DVI 출력 또는 16 분할화면을 지원하는 64개의 HDMI 출력을 통해 얻을 수 있다.
또한, 다른 구조의 하나의 예를 도 4c를 참조하여 살펴보면, 스위칭 베이(200)는 4개의 256×128 매트릭스 구조의 스위칭 베이로 이루어진다. 도 4c를 참조하면, 4개의 256×128 매트릭스 구조의 스위칭 베이(200)를 사용하는 경우, 카메라 베이(100, 100a)는 32개로 이루어지되, 8개씩 그룹화된 4개 그룹으로 이루어져 4096개의 감시카메라로부터 영상신호를 입력받는다. 각 256×128 매트릭스 구조의 스위칭 베이(200)는 카메라 베이(100, 100a) 4개 그룹 중 하나의 그룹으로부터 256개 신호선을 통해 10비트 디지털신호를 전송받아 256×128 구조로 매트릭스 스위칭시켜 출력시킨다. 그리고 모니터 베이(300)는 4개로 이루어지고 각각은 4개 랜포트(312)를 갖는 출력슬롯(315) 8개를 구비하고 있다. 각 출력베이 보드(310)의 랜포트(312)로 4개의 스위칭 베이(200)에서 교번으로 입력되고, 4096개 입력영상 중 512 채널 영상을 실시간 스트리밍 출력시킨다.
도 1을 참조하며, 중앙제어부(400)를 살펴보면, 중앙제어부(400)는 다수의 감시카메라로부터 획득된 영상신호가 처리되어 다수의 외부 디스플레이장치(도 1 참조)로 전송되도록 구성요소들에 대한 전반적인 제어를 수행한다.
도시되지 않았으나, 중앙제어부(400)에서의 제어는 제어입력수단을 통해 이루어지고, 제어입력수단은 키보드, 조이스틱, 터치패널 등 또는 이들의 결합에 의해 이루어질 수 있다. 중앙제어부(400)에서의 제어는 일반적으로 출력을 담당하는 모니터 베이(300, 301)에 대한 제어가 많이 이루어지게 된다. 또한, 감시카메라로부터 디지털 영상이 입력되는 경우에는 모니터 베이 뿐만 아니라 카메라 베이에 대해서도 제어가 충분히 이루어진다. 하나의 실시예에 따르면, 중앙제어부(400)의 제어에 따라 4채널 비디오 디코더(130)와 데이터 셀렉터(330), 그리고 비디오 출력 프로세서(370, 370', 370")에 의해 외부 디스플레이장치에 선택된 채널 화면이 디스플레이되도록 한다. 이때, 예컨대, 아날로그 신호를 입력하는 감시카메라의 수보다 훨씬 적은 디스플레이장치를 구비하도록 한다. 또한, 비디오 출력 프로세서(370, 370'), 바람직하게, 16채널 비디오 출력 프로세서를 통해 특정 채널에 대한 스폿 출력을 제어할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 중앙제어부(400)의 제어에 따라, 각 채널신호의 녹화 및 플레이백(재생)되도록 제어할 수 있다.
바람직하게는, 중앙제어부(400)는 감시카메라와도 제어가능하게 연결되어, 감시카메라를 회전, 틸팅, 줌인, 줌아웃 등의 제어를 수행할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예들에 따라, 고속전송에 비규격인 NTSC/PAL 신호를 4개씩 섞어서 보낼 수 있게 되어 케이블 수를 줄일 수 있고, 또한 고속전송이 가능한 케이블을 이용할 수 있어, 720p/1080i/1080p까지 영상전송이 가능하게 된다. 특히, NTSC/PAL 신호를 묶지 않는 경우에는 1080p HD급의 영상전송도 가능하게 된다. 1080p HD급 영상의 경우, 2048개의 카메라 입력에 대하여, 32개 출력이 가능하고, 720p HD급 영상의 경우 32개의 HDMI 연결 디스플레이장치에 2 분할 화면으로 64개의 영상출력이 가능하다. 케이블 수를 줄일 수 있게 되어 설치시 케이블 공사가 간단하고, 나아가 NTSC/PAL 신호를 8개까지 혼합하여 전송이 가능하고, 베이(bay) 식으로 구성되는 카메라 베이(100, 100a)와 모니터 베이(300), 그리고 매트릭스 스위치(201)를 쉽게 확장할 수 있다.
2048개의 카메라와 128개의 스폿(SPOT) 출력 디스플레이장치의 2048×128 결합구조, 또는 2048개의 카메라와 256개 스폿(SPOT) 출력 디스플레이장치의 2048×256 결합구조뿐만 아니라, 4096×256, 9182×256 등으로 확장이 가능하다. 2048개의 카메라와 32개 HDMI 인터페이스 디스플레이장치 및 128개 스폿(SPOT) 출력 디스플레이장치의 결합구조의 경우 HDMI 포트 연결 디스플레이장치를 통한 전체 영상신호 중 선택출력에서 선택된 신호선의 실시간 방송과 스폿 포트에 연결된 디스플레이장치를 통한 선택된 128개의 특정채널에 대한 실시간 스폿 출력이 가능하여 효율적인 모니터링이 가능하게 된다.
다음으로, 본 발명의 또 하나의 실시예에 따라, 감시카메라로부터 디지털 신호를 입력받는 경우를 살펴본다.
도 2를 참조하면, 바람직하게는, 카메라 베이의 적어도 일부(101)는 아날로그 영상신호를 입력받는 경우와 달리 4채널 비디오 디코더(130)와 시리얼라이저(150)가 구비되지 않고, 차동신호 포맷 컨버터(160)를 포함하고 있다. 또한, 다수의 감시카메라로부터 디지털 영상신호를 입력받는 다수의 입력포트(111)와 스위칭 베이와 연결되는 랜포트(112)가 그룹화되어 형성된 다수의 디지털입력슬롯(115)이 형성되어 있다. 차동신호 포맷 컨버터(160)는 입력받은 디지털 영상신호를 디지털입력슬롯(115)의 랜포트(112)를 통해 차동신호 방식으로 전송가능하도록 10비트 전송코드 디지털신호 규격으로 변환시켜 출력시킨다. 카메라베이(101)는 입력된 디지털 영상신호를 스위칭 베이(200)로 차동신호 방식으로 전송하도록 한다.
도 2 및 5b를 참조하면, 바람직하게, 모니터 베이(301)는 데이터 셀렉터(330)로부터 전송받은 10비트 디지털신호를 감시카메라에서 입력된 디지털 영상신호 포맷으로 역변환시키는 다수의 역변환 컨버터(360)를 더 포함하여 이루어진다. 역변환 컨버터(360)에서 역변환된 신호는 도 5b에 도시된 바와 같이 비디오 출력 프로세서(370")의 포맷 송출부(375)로 전송되어 출력포맷변환이 이루어지거나 또는 도 2에 도시된 바와 같이 바로 출력포트(311) 전송되어 출력될 수 있다.
본 실시예에서, 중앙제어부(400)는 사용자의 설정 입력에 따라, 아날로그 영상신호가 입력되는 다수의 입력슬롯(115)에서의 신호는 다수의 4채널 비디오 디코더(130), 다수의 시리얼라이저(150), 매트릭스 스위치(201), 다수의 데이터 셀렉터(330), 다수의 디시리얼라이저(350) 및 다수의 비디오 출력 프로세서(370")를 통하여 처리되도록 하고, 디지털 영상신호가 입력되는 다수의 디지털입력슬롯(도시되지 않음)에서의 신호는 차동신호 포맷 컨버터(160), 매트릭스 스위치(201), 다수의 데이터 셀렉터(330) 및 다수의 역변환 컨버터(360)를 통하여 처리되도록 한다.
이에 따라, 감시카메라로부터 디지털 영상이 입력되는 경우에도 원래의 영상 또는 4 분할 영상으로 디스플레이되도록 할 수 있다. 감시카메라 입력영상이 720p, 1080i, 1080p인 경우 그대로 720p, 1080i, 1080p 출력이 가능하다.
다음으로, 본 발명의 다른 하나인 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 방법을 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 본 발명은 앞선 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치의 운용방법에 해당되게 된다. 따라서, 본 발명의 설명에 있어서 앞선 실시예에 따른 대용량 비디오 매트릭스 장치 발명들과 도 1, 2, 3, 4a 내지 4c, 5a, 5b를 참조하도록 하고, 구체적으로 설명되지 않은 본 발명에 대한 상세한 설명은 앞선 실시예에서의 구체적 설명을 참조하기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 대용량 비디오 매트릭스 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 일정 지역의 다수의 감시카메라로부터 아날로그 영상신호를 입력받아 처리 후 다수의 외부 디스플레이장치로 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 방법은 다음의 (a) 내지 (h) 단계에 따라 이루어진다.
먼저, (a) 단계에서는 다수의 감시카메라와 각각 대응되게 연결된 다수의 입력포트(111)로 아날로그 영상신호를 입력받는다.
다음으로 (b) 단계에서는 입력포트(111)를 통해 입력된 아날로그 컴퍼지트신호를 다수의 4채널 비디오 디코더(130)에서 디지털 컴포넌트신호로 변환시킨다.
다음 (c) 단계에서는 각각 4개의 4채널 비디오 디코더(130)로부터 디지털신호를 입력받아 다수의 시리얼라이저(150)에서 차동신호 방식으로 전송가능하도록 10비트 전송코드 디지털신호로 변환하고 직렬화하여 출력시킨다.
그리고 (d) 단계에서는 출력되는 10비트 디지털신호를 적어도 하나 이상의 (128m × 128n) 구조의 매트릭스 스위치(201)에서 128m개 입력에 대하여 매트릭스 스위칭시켜 128n개 출력시킨다. 여기에서 m, n은 각각 1, 2에서 선택되는 값이다.
다음으로 (e) 단계에서는 다수의 매트릭스 스위치(201)에 출력되어 다중 입력되는 디지털신호를 다수의 데이터 셀렉터(330)에서 16×4 방식으로 16회선 중 4회선에 포함된 신호를 선택출력한다.
다음 (f) 단계에서는 16×4 방식으로 선택출력된 10비트 디지털신호를 다수의 디시리얼라이저(350)에서 병렬화하고 8비트 신호로 변환하여 출력시킨다.
또한, (g) 단계에서는 다수의 비디오 출력 프로세서(370, 370', 370")에서, 디시리얼라이저(350)로부터 출력되는 8비트 디지털신호 중 선택된 신호를 기 설정된 전송인터페이스 규격 신호로 변환한다. 중앙제어부(400)의 제어에 따라 디시리얼라이저(350)로부터 출력되는 8비트 디지털신호 중 선택되고 출력포트(311)로의 출력을 위한 처리가 이루어진다. 비디오 출력 프로세서(370, 370', 370")에서 중앙제어부(400)의 제어에 따른 8비트 디지털신호의 선택은 4채널당 하나의 채널 선택이 이루어지거나 또는 디시리얼라이저(350)로부터 출력되는 8비트 디지털신호 전체가 선택될 수도 있다.
다음으로 (h) 단계에서는 (g) 단계에서 변환된 전송인터페이스 규격 신호를 다수의 출력포트(311)를 통해 외부 디스플레이장치에서 스트리밍 출력한다.
본 발명의 다른 모습에 따른 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 방법의 다양한 실시예는 앞선 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치의 실시예에서 설명한 바에 따라 구현 가능하므로, 중복되는 범위에서 생략하기로 한다.
이상에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예들을 중심으로 설명되었다. 첨부된 도면 및 전술한 실시예들은 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 그러므로, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 전술한 실시예들은 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예들이 아니라 첨부된 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들이 전술한 발명의 범위에 포함되어 있음은 자명하다.
100, 100a, 101 : 카메라 베이
110, 110' : 입력베이 보드 111 : 입력포트
112, 312 : 랜포트 115 : 입력슬롯
130 : 4채널 비디오 디코더 150 : 시리얼라이저
155, 355 : 8B10B 세데스 160 : 차동신호 포맷 컨버터
200 : 스위칭 베이 201 : 매트릭스 스위치
300, 301 : 모니터 베이 310 : 출력베이 보드
311 : 출력포트 315 : 출력슬롯
330 : 데이터 셀렉터 350 : 디시리얼라이저
360 : 역변환 컨버터 370, 370', 370" : 비디오출력 프로세서
371 : 4D1 스케일러 373 : 4:1 데이터 셀렉터
375 : 포맷 송출부 377 : HDMI 출력부
379 : 스폿 출력부 400 : 중앙제어부

Claims (9)

  1. 일정 지역의 다수의 감시카메라로부터 영상신호를 입력받아 처리 후 다수의 외부 디스플레이장치로 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치에 있어서,
    상기 다수의 감시카메라와 각각 대응되게 연결되어 영상신호를 받아들이는 다수의 입력포트가 그룹화되어 다수의 입력슬롯을 형성하고, 상기 입력포트를 통해 입력된 영상신호를 차동신호(Differential Signal) 방식으로 전송가능하도록 10비트 디지털신호 형식으로 변환하여 상기 입력슬롯에 구비된 랜포트를 통해 출력시키는 적어도 하나 이상의 카메라 베이;
    상기 카메라 베이의 랜포트로부터 출력되는 디지털신호를 매트릭스 스위칭시켜 출력시키는 적어도 하나 이상의 스위칭 베이;
    상기 스위칭 베이로부터 출력되는 디지털 신호를 받아들이는 다수의 랜포트와 외부 디스플레이장치에 연결되는 다수의 출력포트가 그룹화되어 다수의 출력슬롯을 형성하고, 상기 스위칭 베이로부터 다중 입력되는 디지털신호 중에서 선택된 신호를 상기 출력포트를 통해 출력가능한 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 출력시키는 적어도 하나 이상의 모니터 베이; 및
    상기 다수의 감시카메라로부터 획득된 영상신호가 처리되어 다수의 외부 디스플레이장치로 전송되도록 구성요소들에 대한 전반적인 제어를 수행하는 중앙제어부; 를 포함하여 이루어지고,
    상기 스위칭 베이와, 상기 카메라 베이, 모니터 베이, 혹은 카메라 및 모니터 베이의 증감 교체로 간단히 입력, 출력 또는 입출력 수를 증감시킬 수 있는 것을 특.징으로 하는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 카메라 베이의 일부 또는 전부는: 상기 입력포트를 통해 아날로그 영상신호를 입력받는 다수의 입력슬롯으로 이루어지는 입력베이 보드; 상기 입력된 아날로그 컴퍼지트신호를 디지털 컴포넌트신호로 변환시키는 다수의 4채널 비디오 디코더; 및 상기 다수의 4채널 비디오 디코더로부터 디지털신호를 입력받아 차동신호 방식으로 전송가능하도록 10비트 전송코드 디지털신호로 변환하고 직렬화하여 상기 입력슬롯의 랜포트로 출력시키는 다수의 시리얼라이저; 를 구비하고,
    상기 스위칭 베이 각각은 상기 입력슬롯의 랜포트를 통해 출력되는 10비트 디지털신호를 매트릭스 스위칭시켜 출력시키는 매트릭스 스위치를 구비하되, 상기 매트릭스 스위치는 128m개 입력에 대하여 매트릭스 스위칭시켜 128n개 출력시키는 (128m × 128n) 구조이고, 여기에서 m, n은 각각 1, 2에서 선택되고,
    상기 모니터 베이의 일부 또는 전부는: 상기 다수의 출력슬롯을 포함하여 이루어지는 출력베이 보드; 상기 출력슬롯의 다수 랜포트로 다중 입력되는 디지털신호를 받아 선택출력하는 다수의 데이터 셀렉터; 상기 데이터 셀렉터로부터 전송받은 10비트 디지털신호를 병렬화하고 8비트 신호로 변환하여 출력시키는 다수의 디시리얼라이저; 및 상기 디시리얼라이저로부터 출력되는 8비트 디지털신호 중 선택된 신호를 기 설정된 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 상기 출력포트를 통해 스트리밍 출력시키는 다수의 비디오 출력 프로세서; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 카메라 베이에서의 상기 입력베이 보드는 8개의 입력슬롯으로 이루어지되, 상기 입력슬롯 각각은 16개의 입력포트와 하나의 랜포트를 포함하고,
    상기 4채널 비디오 디코더는 4개의 입력포트를 통해 입력되는 NTSC/PAL 규격의 아날로그 컴퍼지트신호를 108MHz의 4개의 디지털 컴포넌트신호로 변환시키고,
    상기 시리얼라이저는 8B10B 인코더를 구비한 4개의 8B10B 세데스(SERDES)셀을 구비하여, 상기 4채널 비디오 디코더로부터 디지털신호를 입력받아 8B10B 인코딩하고 각 세데스셀마다 4개의 인코딩된 병렬데이터를 직렬화시켜 기가비트급 차동신호방식 전송이 가능하도록 하고,
    상기 모니터 베이 하나에서의 상기 출력베이 보드는 8개의 출력슬롯으로 이루어지며, 상기 출력슬롯 각각은 4개의 랜포트를 포함하되, 상기 매트릭스 스위치로부터 매트릭싱된 디지털신호들이 교번으로 입력되어 하나의 16×4 데이터 셀렉터로 출력하도록 연결되고,
    상기 하나의 16×4 데이터 셀렉터에서 16 회선 신호 중 4 회선 신호가 선택되어 출력되고,
    상기 디시리얼라이저는 8B10B 디코더를 구비한 4개의 8B10B 세데스(SERDES)셀을 구비하여, 각 세데스셀마다 상기 16×4 데이터 셀렉터에서 출력되는 하나의 회선 신호를 병렬화하고 108MHz의 8비트 디지털신호로 디코딩하여 출력시키는 것을 특징으로 하는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 비디오 출력 프로세서는 상기 디시리얼라이저로부터 출력되는 108MHz의 8비트 디지털신호를 받아 처리하되, 상기 중앙제어부의 제어에 따라, 상기 디시리얼라이저로부터 출력되는 신호를 4×1 형식으로 데이터 셀렉팅하여 아날로그 또는 디지털방식의 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 출력시키거나, 상기 디시리얼라이저로부터 출력되는 신호를 4 분할화면으로 디스플레이되도록 4D1 비디오 스케일링하여 아날로그 또는 디지털방식의 전송인터페이스 규격 신호로 변환하여 출력시키고,
    상기 모니터 베이 하나에서의 상기 출력베이 보드는 상기 아날로그 또는 디지털방식의 전송인터페이스 규격 신호를 출력시키는 4개의 출력포트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 비디오 출력 프로세서는 디시리얼라이저에서 출력되는 108MHz의 8비트 디지털신호를 받아 신호처리하되, HDMI 출력부 및 스폿(SPOT) 출력부를 구비하여 상기 HDMI 출력부에서 HDMI 규격 신호로 변환하여 HDMI 출력포트를 통해 상기 중앙제어부의 제어에 따라 16 이하 분할화면으로 또는 풀HD급으로 스트리밍 출력가능하도록 신호처리하고, 상기 스폿(SPOT) 출력부에서 상기 중앙제어부의 제어에 따라 16채널 중 4개 채널을 선택하여 선택된 4개 채널의 영상을 4개의 출력포트를 통해 스폿(SPOT) 출력가능하도록 신호처리하는 것을 특징으로 하는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치.
  6. 청구항 2 내지 5 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 카메라 베이는 16개로 이루어지되, 4개씩 그룹화된 4개 그룹으로 이루어져 2048개의 감시카메라로부터 영상신호를 입력받고,
    상기 스위칭 베이는 4개의 128 × 128 매트릭스 스위치로 이루어지고, 각 매트릭스 스위치는 상기 4개 그룹 중 하나의 그룹으로부터 128개 신호선을 통해 10비트 디지털신호를 전송받아 128 × 128 구조로 매트릭스 스위칭시켜 출력시키고,
    상기 모니터 베이는 4개로 이루어지되, 각 출력베이 보드의 랜포트로 상기 4개의 매트릭스 스위치에서 교번으로 입력되고, 상기 2048개 입력영상 중 512 채널 영상을 실시간 스트리밍 출력시키는 것을 특징으로 하는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치.
  7. 청구항 2 내지 5 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 카메라 베이는 32개로 이루어지되, 8개씩 그룹화된 4개 그룹으로 이루어져 4096개의 감시카메라로부터 영상신호를 입력받고,
    상기 스위칭 베이는 4개의 256 × 128 매트릭스 구조로 이루어지고, 각 매트릭스 구조의 스위칭 베이는 상기 4개 그룹 중 하나의 그룹으로부터 256개 신호선을 통해 10비트 디지털신호를 전송받아 256 × 128 구조로 매트릭스 스위칭시켜 출력시키고,
    상기 모니터 베이는 4개로 이루어지되, 각 출력베이 보드의 랜포트로 상기 4개의 스위칭 베이에서 교번으로 입력되고, 상기 4096개 입력영상 중 512 채널 영상을 실시간 스트리밍 출력시키는 것을 특징으로 하는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 카메라 베이의 적어도 일부는: 다수의 감시카메라로부터 디지털 영상신호를 입력받는 다수의 입력포트와 상기 스위칭 베이와 연결되는 랜포트가 그룹화되어 형성된 다수의 디지털입력슬롯; 및 상기 입력받은 디지털 영상신호를 상기 디지털입력슬롯의 랜포트를 통해 차동신호 방식으로 전송가능하도록 10비트 전송코드 디지털신호 규격으로 변환시켜 출력시키는 차동신호 포맷 컨버터; 를 포함하여 이루어지되, 상기 입력된 디지털 영상신호를 상기 스위칭 베이로 차동신호 방식으로 전송하도록 하고,
    상기 모니터 베이는 상기 데이터 셀렉터로부터 전송받은 10비트 디지털신호를 상기 입력된 디지털 영상신호 포맷으로 역변환시키는 다수의 역변환 컨버터를 더 포함하여 이루어지고,
    상기 중앙제어부는 사용자의 설정 입력에 따라, 아날로그 영상신호가 입력되는 다수의 입력슬롯에서의 신호는 상기 다수의 4채널 비디오 디코더, 다수의 시리얼라이저, 상기 매트릭스 스위치, 상기 다수의 데이터 셀렉터, 다수의 디시리얼라이저 및 다수의 비디오 출력 프로세서를 통하여 처리되도록 하고, 디지털 영상신호가 입력되는 다수의 디지털입력슬롯에서의 신호는 상기 차동신호 포맷 컨버터, 상기 매트릭스 스위치, 상기 다수의 데이터 셀렉터 및 상기 다수의 역변환 컨버터를 통하여 처리되도록 하는 것을 특징으로 하는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 장치.
  9. 일정 지역의 다수의 감시카메라로부터 아날로그 영상신호를 입력받아 처리 후 다수의 외부 디스플레이장치로 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 방법에 있어서,
    (a) 상기 다수의 감시카메라와 각각 대응되게 연결된 다수의 입력포트로 아날로그 영상신호를 입력받는 단계;
    (b) 상기 입력포트를 통해 입력된 아날로그 컴퍼지트신호를 다수의 4채널 비디오 디코더에서 디지털 컴포넌트신호로 변환시키는 단계;
    (c) 상기 다수의 4채널 비디오 디코더로부터 디지털신호를 입력받아 다수의 시리얼라이저에서 차동신호 방식으로 전송가능하도록 10비트 전송코드 디지털신호로 변환하고 직렬화하여 출력시키는 단계;
    (d) 상기 출력되는 10비트 디지털신호를 적어도 하나 이상의 (128m × 128n) 구조의 매트릭스 스위치에서 128m개 입력에 대하여 매트릭스 스위칭시켜 128n개 출력시키는 단계, 여기에서 m, n은 각각 1, 2에서 선택됨;
    (e) 상기 매트릭스 스위치에 출력되어 다중 입력되는 디지털신호를 다수의 데이터 셀렉터에서 16×4 방식으로 선택출력하는 단계;
    (f) 16×4 방식으로 선택출력된 10비트 디지털신호를 다수의 디시리얼라이저에서 병렬화하고 8비트 신호로 변환하여 출력시키는 단계;
    (g) 다수의 비디오 출력 프로세서에서, 상기 디시리얼라이저로부터 출력되는 8비트 디지털신호 중 선택된 신호를 기 설정된 전송인터페이스 규격 신호로 변환하는 단계; 및
    (h) 상기 변환된 전송인터페이스 규격 신호를 다수의 출력포트를 통해 외부 디스플레이장치로 스트리밍 출력하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오데이터를 전송하는 대용량 비디오 매트릭스 방법.
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